JP2003220371A - 金型洗浄方法及び洗浄装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 金型面を傷めることなく、短時間でしかも確
実に金型面に付着した材料カスを除去することができる
金型洗浄方法及び洗浄装置を提供する。 【解決手段】 金型面にレーザー光を照射して金型１２
内の汚れを除去するものであり、レーザー光を金型面に
照射する照射器４２と、該照射により生じる音の音圧レ
ベルを測定するマイクロホン５４とを備える。そして、
レーザー光を照射しながら該照射により生じる音の音圧
レベルを測定し、測定した音圧レベルが所定値以下にな
ったときに照射を終了する。より具体的には、音圧レベ
ルが所定値を越える部位に対して所定値以下になるまで
レーザー光を照射し、音圧レベルが所定値以下になった
ときに当該部位に対するレーザー光の照射を終了する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ゴムや樹脂などの
高分子材料を成形する金型に対し、その汚れを除去する
ための金型洗浄方法及び洗浄装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
金型面に付着したゴムや樹脂等の材料カスを除去する方
法としては、アルカリ液等の液状薬剤で金型を洗浄する
方法（薬剤洗浄法）や、砂などの研磨材を金型面に高速
で吹き付ける方法（ショットブラスト法）がある。

【０００３】薬剤洗浄法は、金型面を傷つけることなく
材料カスを確実に除去できるという利点はあるが、金型
の構成部品の隙間にも液状薬剤が浸透するため、金型を
分解して洗浄する必要があり、洗浄後に乾燥、更に組み
立て工数を要し、多大な洗浄時間及び工数が必要であ
る。

【０００４】一方、ショットブラスト法は、上記のよう
な金型の分解は不要であるが、研磨材により金型面が削
られてしまうため、金型の寸法変化、傷みが大きいとい
う問題がある。

【０００５】また、炭酸ガスのペレットを金型面に吹き
付け、金属とゴム又は樹脂との熱収縮差を利用して金型
面から材料カスを除去する方法もあるが、この方法で
は、金型面に接着剤がこびりついた場合には除去できな
い。また、該ペレットにはある程度の粒径があるため、
金型面の微細な凹凸には対応できないという問題があ
る。

【０００６】本発明は、レーザー光を用いることによ
り、金型面を傷めることなく、短時間でしかも確実に金
型面に付着した材料カスを除去することができる金型洗
浄方法及び洗浄装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の金型洗浄方法
は、金型面にレーザー光を照射して金型内の汚れを除去
する方法であって、レーザー光を照射しながら該照射に
より生じる音の音圧レベルを測定し、測定した音圧レベ
ルが所定値以下になったときに照射を終了するものであ
る。

【０００８】本発明の金型洗浄装置は、金型面にレーザ
ー光を照射して金型内の汚れを除去する金型洗浄装置で
あって、レーザー光を照射する照射器と、該照射により
生じる音の音圧レベルを測定する音圧レベル測定装置と
を備え、測定した音圧レベルが所定値以下になったとき
に前記照射器による照射を終了させるものである。

【０００９】かかる本発明では、詳細には、音圧レベル
が所定値を越える部位に対して該所定値以下になるまで
レーザー光を照射し、音圧レベルが該所定値以下になっ
たときに当該部位に対するレーザー光の照射を終了する
ことが好ましい。その際、照射器からのレーザー光の発
射自体を止めてもよいが、通常はレーザー光の照射部位
を変えることで当該部位に対する照射を終了し、引き続
き他の部位を照射していく。

【００１０】本発明によれば、レーザー光を用いて金型
を洗浄するものであるため、薬剤洗浄法のように金型を
分解しなくても洗浄することができ、また、金型面を傷
つけることなく材料カスを除去し、金型面にこびりつい
た接着剤も除去することができる。

【００１１】そして、特に本発明では、レーザー光の照
射に伴う音を測定し、その音圧レベルが所定以下になる
までレーザー光を照射するようにしているため、目視等
によらずに汚れ除去のタイミングを検知することができ
る。これは、汚れた部分にレーザー光を照射すると汚れ
の除去に伴って破裂音が発生することから、この現象を
利用したものである。つまり、破裂音が発生しなくなれ
ば汚れは除去されているので、その時点でレーザー光の
照射を止めることにより、必要以上に長時間にわたって
レーザー光を照射することがなくなり、汚れ残しも回避
することができる。

【００１２】本発明の金型洗浄方法においては、金型を
移動させながらレーザー光を照射してもよく、この場
合、レーザー光の照射器を移動させる必要がないため、
音圧レベル測定装置のマイクロホンを静止させておいて
も、音源からマイクロホンまでの距離をほぼ一定に保つ
ことができる。

【００１３】本発明の金型洗浄方法においては、また、
金型面の形状に応じてレーザー光の光軸を変えて照射し
てもよく、これにより、様々な形状の型面に対してレー
ザー光をできるだけ直角に近い角度で照射することがで
きる。

【００１４】本発明の金型洗浄方法においては、金型が
複数の型部を合わせてキャビティを形成する金型であっ
て、その型合わせ面に該キャビティから溢れ出た成形材
料を受け入れるシール用溝を備えている場合に、該シー
ル用溝にレーザー光を照射することが好適である。かか
るシール用溝の洗浄が不十分であると不所望なバリが生
じて成形後に除去しにくくなるが、本発明によればレー
ザー光を用いることでシール用溝の汚れを確実に除去す
ることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。

【００１６】図１は本発明の一実施形態に係る金型洗浄
装置１０の側面図であり、図２は同実施形態における金
型１２の断面図、図３は金型洗浄のステップを示す断面
図、図４は金型１２の要部拡大断面図である。

【００１７】図２に示すように、本実施形態において洗
浄する金型１２は、自動車の等速ジョイントに装着され
る熱可塑性エラストマー樹脂製ブーツを成形するための
金型である。この金型１２は、内外二重に構成されてお
り、内側の金型１４でブーツを成形するキャビティ１６
を形成し、外側の金型１８が内側の金型１４を４個収容
するように構成されている。

【００１８】内側の金型１４は、上型１４Ａと下型１４
Ｂと中子型１４Ｃとからなり、これら３者を合わせるこ
とで、大小２つの筒部の間が蛇腹部で一体に連結された
ブーツを成形するためのキャビティ１６が形成される。
図４に示すように、上型１４Ａと下側１４Ｂとの型合わ
せ面ＰＬには、キャビティ１６から溢れ出た成形材料を
受け入れるためのシール用溝２０が設けられている。シ
ール用溝２０は、型合わせ面ＰＬの一方の型面（図では
下型１４Ｂ）におけるキャビティ１６近傍に設けられた
断面Ｖ字状の細溝であり、ここに侵入した成形材料は成
形後ブーツ本体から簡単に除去できる。そのため、シー
ル用溝２０は、型合わせ面ＰＬにおいて、除去しにくい
バリが発生するのを防止するために設けられている。

【００１９】外側の金型１８は、内側の金型１４におけ
る上型１４Ａと下型１４Ｂとの分割位置で同様に上下に
分割される上型１８Ａと下型１８Ｂとで構成されてい
る。

【００２０】図２に示すように、金型１２の上面には成
形材料の注入部２２が設けられ、注入部２２から金型１
２内に設けられた注入経路２４を通ってキャビティ１６
内に成形材料である熱可塑性エラストマー組成物が注入
されるようになっている。

【００２１】図１に示すように、金型洗浄装置１０は、
金型１２を上下に分割して外側の金型１８内に内側の金
型１４を入れたままの状態で、内側の金型１４の型面を
洗浄することができるものである。洗浄装置１０は、金
型１２が載置される第１の台車２６と、台車２６を載置
する第２の台車２８とを備える。第１の台車２６は、第
２の台車２８の上面に設けられたレール３０上に車輪３
２で移動可能に配置されており、駆動手段であるシリン
ダー３４により図１における左右方向に移動することが
できる。第２の台車２８は、地面に設けられたレール３
６上に車輪３８で移動可能に配置されており、駆動手段
であるシリンダー４０により第１の台車２６と直交する
方向、即ち図１における紙面に垂直な方向に移動するこ
とができる。

【００２２】金型洗浄装置１０は、また、第１の台車２
６上に載置された金型１２の成型面に対してレーザー光
を照射する照射器４２を備える。照射器４２は、左右一
対の支柱４４，４４に架け渡された水平材４６から下方
に垂直に延びる支持棒４８の下端部に取り付けられてい
る。支持棒４８は駆動手段であるシリンダー５０により
上下動するように設けられており、これにより照射器４
２は上下に移動可能になっている。照射器４２は、金型
面の形状に応じてレーザー光の光軸を変えて照射できる
ように、図１に示すように、支持棒４８の下端に設けら
れた取付台５２に対して左右に首振り（即ち、所定角度
回動）可能に取り付けられている。

【００２３】照射器４２は、不図示のレーザー発振器に
接続されており、発振器から出力されるレーザー光を金
型面に対して照射する。レーザー光源としては、金属を
加工することなく、樹脂等の金型１２表面の汚れを除去
できるものであれば、特に限定されることなく用いるこ
とができ、例えば、ＴＥＡ−ＣＯ_２レーザー、ＹＡＧレ
ーザー等が挙げられ、パルス状レーザー光を発振するも
のが好適に用いられる。

【００２４】金型洗浄装置１０は、更に、レーザー光の
照射により生じる音の音圧レベルを測定する音圧レベル
測定装置を備える。音圧レベルの測定は、本実施形態で
は、ＪＩＳ Ｄ １０２６の騒音試験方法を修正して用い
る。すなわち、音圧レベル測定装置として、ＪＩＳ Ｃ
１５０５に準拠した騒音計を用い、そのマイクロホン５
４を図１に示すように金型１２の上面と同一高さになる
ように支柱４４に取り付ける。そして、マイクロホン５
４の基準軸（自由音場）を地面に平行にして、金型１２
に向けて設置する。また、マイクロホン５４は、レーザ
ー光の照射位置から５０±２．５ｃｍの距離（図１に示
す照射器４２からマイクロホン５４の先端までの水平方
向での距離）に配置する。

【００２５】金型洗浄装置１０を用いて金型１２を洗浄
する際には、マイクロホン５４で音圧レベルを測定しな
がら、照射器４２により金型１２の上面にレーザー光を
照射して汚れを除去していく。

【００２６】その際の金型１２と照射器４２との動作に
関する各ステップを示したのが図３である。図では、金
型１２を静止させたままで照射器４２のみを移動させて
いるが、実際には左右方向の移動は金型１２を移動させ
ることにより行っている。まず、（１）に示す状態で照
射器４２により金型１２の型合わせ面ＰＬ、特にシール
用溝２０の部分にレーザー光を照射する。そして、レー
ザー光を照射しながら、第１の台車２６を動かすことに
より金型１２を照射器４２が左側の金型１４Ｂの中央に
位置するまで移動させ、そこで、（２）に示すように照
射器４２を降下させる。次いで、照射器４２を左右に首
振り動作させることにより、金型１４Ｂの断面円弧状の
壁面に対してレーザー光をできるだけ直角に近い角度で
照射する。また、第２の台車２８を動かして図３におけ
る紙面に垂直な方向においても順次にレーザー光を照射
していく。その後、照射器４２を上昇させ、第１の台車
２６で金型１２を移動させて（３）に示す状態とし、そ
こで、型合わせ面ＰＬに対してレーザー光を照射する。
そして、（４）に示すように、照射器４２を右側の金型
１４Ｂの中央に位置させてから下降させて、同様にこの
右側の金型１４Ｂを洗浄する。その後、（５）に示す位
置まで移動して型合わせ面ＰＬに対してレーザー光を照
射してから、金型１２の洗浄が終了する。

【００２７】以上のように金型１２を動かしながらレー
ザー光を照射していく中で、マイクロホン５４で測定し
た音圧レベルが所定値を越えた場合には、その部位には
汚れが付着していると判断して、金型１２及び照射器４
２の動きを止め、音圧レベルが所定値以下になるまで照
射を続ける。そして、音圧レベルが所定値以下になった
ら汚れが除去されたと判断して、金型１２ないし照射器
４２を動きを再開する。このような制御はコンピュータ
を用いて自動的に行うことができる。

【００２８】一例として、金型１２における汚れた部分
に照射器４２でレーザー光を照射したところ、汚れの除
去に伴う破裂音が発生し、その際、マイクロホン５４で
測定した音圧レベルは６０デシベルであった。そして、
レーザー光の照射により汚れが除去されると破裂音がな
くなり、音圧レベルは３０デシベルになった。このこと
から、上記の音圧レベルの所定値としては、例えば４０
デシベルに設定すればよい。

【００２９】以上説明した本実施形態であると、レーザ
ー光を用いて金型１２を洗浄するものであるため、外側
の金型１８内に内側の金型１４を入れたままの状態で洗
浄することができ、また、金型面を傷つけることなく材
料カスを除去することができる。

【００３０】また、特に汚れがひどい部分では汚れが取
れるまでの照射時間が長く必要であるが、本実施形態の
ようにレーザー光の照射に伴う音を測定しながらレーザ
ー光を照射することにより、必要以上に長時間にわたっ
てレーザー光を照射することがなくなり、また、汚れ残
しも回避することができる。

【００３１】また、金型１２を移動させながらレーザー
光を照射するため、レーザー光の照射位置の移動距離が
少なく、そのため、マイクロホン５４を静止させておい
ても、音源からの距離をほぼ一定に保つことができ、音
圧レベルの測定誤差を小さくすることができる。

【００３２】更に、照射器４２がレーザー光の光軸を変
えて照射できるため、金型１２の縦や斜めのキャビティ
壁面に対しても、レーザー光をできるだけ直角に近い角
度で照射することができ、洗浄効率を高めることができ
る。なお、本実施形態では、照射器４２は左右２方向に
首振り可能に設けたが、前後左右の４方向に首振り可能
に設けてもよく、光軸の方向を変えて何度かスキャンす
るようにしてもよい。

【００３３】また、本実施形態であると、型合わせ面Ｐ
Ｌのシール用溝２０にレーザー光を照射することでその
部分の汚れを確実に除去することができるので、不所望
なバリの発生を防止して、成型不良を回避することがで
きる。

【００３４】なお、上記実施形態では、樹脂製ブーツの
ための成形金型を例に挙げて説明したが、本発明はこれ
に限定されるものではなく、金属部材に対してゴムを接
着した状態に加硫成型する各種防振装置のための金型の
他、ゴムや樹脂などの高分子材料を成形する各種金型に
対して適用することができる。

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば、レーザー光を用いて金
型を洗浄するものであるため、金型面を傷つけることな
く材料カスを除去することができる。また、レーザー光
の照射に伴う音の音圧レベルが所定以下になるまでレー
ザー光を照射するようにしているため、目視等によらず
に汚れ除去のタイミングを検知することができ、そのた
め、必要以上に長時間にわたってレーザー光を照射する
ことがなく、汚れ残しも回避することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る金型洗浄装置の側面
図である。

【図２】同実施形態における金型の断面図である。

【図３】同実施形態における金型洗浄のステップを示す
断面図である。

【図４】前記金型の要部拡大断面図である。

【符号の説明】

１０……金型洗浄装置 １２……金型 １６……キャビティ ２０……シール用溝 ４２……照射器 ５４……マイクロホン

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】金型面にレーザー光を照射して金型内の汚
   れを除去する方法であって、 レーザー光を照射しながら該照射により生じる音の音圧
   レベルを測定し、測定した音圧レベルが所定値以下にな
   ったときに照射を終了することを特徴とする金型洗浄方
   法。
2. 【請求項２】音圧レベルが所定値を越える部位に対して
   該所定値以下になるまでレーザー光を照射し、音圧レベ
   ルが該所定値以下になったときに当該部位に対するレー
   ザー光の照射を終了することを特徴とする請求項１記載
   の金型洗浄方法。
3. 【請求項３】前記金型を移動させながらレーザー光を照
   射することを特徴とする請求項１又は２に記載の金型洗
   浄方法。
4. 【請求項４】金型面の形状に応じてレーザー光の光軸を
   変えて照射することを特徴とする請求項１〜３のいずれ
   かに記載の金型洗浄方法。
5. 【請求項５】前記金型が複数の型部を合わせてキャビテ
   ィを形成する金型であって、その型合わせ面に該キャビ
   ティから溢れ出た成形材料を受け入れるシール用溝を備
   え、該シール用溝にレーザー光を照射することを特徴と
   する請求項１又は２記載の金型洗浄方法。
6. 【請求項６】金型面にレーザー光を照射して金型内の汚
   れを除去する金型洗浄装置であって、レーザー光を照射
   する照射器と、該照射により生じる音の音圧レベルを測
   定する音圧レベル測定装置とを備え、測定した音圧レベ
   ルが所定値以下になったときに前記照射器による照射を
   終了させることを特徴とする金型洗浄装置。